[发明专利]基于软件定义的支持多协议传输的通信设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信设备，特别是涉及一种基于软件定义的支持多协议传输的通信设备。

背景技术

为满足网络的发展和应用需求，特别是无线网络的需求，未来无线通信系统需要支持不同的空口协议，以向用户提供多种多样的通信方式、接入手段和无处不在的接入服务。在这一趋势下，要求下一代无线通信系统在支持更高数据传输能力的同时，对不同的无线协议的支持具有更高的灵活性，对不同的网络部署和规模具有更强的适应性，更易于支持平台间的协同信息处理，同时具有更高的性价比。

对于采用专用硬件平台的无线通信系统，通常只能实现单一网络架构和单一制式的无线通信方式，其灵活性和通用性差，难以满足同时支持不同应用场景、不同传输协议的无线通信需求。采用专用可编程器件架构，通过软件来定义和配置无线通信方式的软件无线电系统，虽然能够满足灵活支持多种无线通信协议的要求，但是其对每种协议的开发过程周期都较长，各类协议各种实现方式之间代码可移植性比较差，开发者需要熟悉每种嵌入式系统的开发方法，技术门槛比较高，并且编程和调试工具较少，只能成为某些特定行业的特定选择。

随着多核中央处理单元（MPU）与图形处理单元（GPU）加速器等通用处理器（GPP）的出现与应用，个人计算机（PC）在计算能力和性能上大幅度提高，在某种程度上GPP可以与传统的专用数字信号处理器（DSP）相媲美，使得基于GPP实现的无线通信系统（亦称为虚拟无线电）成为可能。虚拟无线电针从更加软件化的角度解决无线通信问题，利用通用MPU代替专用可编程器件来完成各种无线电功能。因此，虚拟无线电比传统基于专用可编程器件的软件无线电具有更好的灵活性、通用性、开放性和扩展性，更接近于软件与硬件无关的理想软件无线电，从而更易于推广和应用。

1999年，美国麻省理工学院计算机科学实验室V.Bose等人提出虚拟无线电的概念，以通用计算机的计算能力代替专用器件来完成数字信号处理过程。它的思路是针对软件无线电实现中的关键因素，从更加软件化的角度提出解决无线通信问题的方法，并运行所设计的一系列软件模块加以验证。这种由工作站联网构成系统的“网络结构”与由软件控制DSP和FPGA构成系统的“总线结构”有着很大的不同，虽然工作站的体积、功耗比由DSP和FPGA所构成部件的大，但是其表现更接近理想的软件无线电。

2009年，微软公司开发了基于PC机的虚拟无线电系统，它利用普通的商用HPC机和通用射频前端，加上内核驱动程序，实现了IEEE 802.11a/b/g物理层协议和媒体访问层协议，可以和商用Wi-Fi硬件进行通信。

2011年，Intel提出基于IA架构的基站架构，同时Intel提出了合作式无线接入网（C-RAN）的概念，提出基于虚拟化基站池的合作式无线接入网，利用虚拟化技术，共享虚拟基站，降低光纤成本，减少设备数量，设备集中存放降低电力，站址租用，运营维护等成本。无虚拟化时，所有基站都要满足峰值设计要求，无法利用负载变化的特性，有了虚拟化，则可以合理的设计网络，基站的设计满足均值要求即可。

现有基于GPP的实现的软件无线电通信系统有如下几个方面的不足：

对多传输协议的支持只考虑采用多模方式，通信系统的各层之间的协议处理模块耦合非常紧密，对通信系统的形态和功能重构性不强；同时，通信系统的各层内部的协议处理函数之间的耦合非常紧密，各种按不同系统协议设计的处理函数可重用性不强；此外，无线网络和有线网络的无法兼容。

因此，需要对现有的通信设备进行改进。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于软件定义的支持多协议传输的通信设备，用于解决现有技术中支持多种网络的通信设备无法灵活配置的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于软件定义的支持多协议传输的通信设备，其至少包括：配置单元，用于预配置网络类型、用于每一种网络类型所对应的用于处理传输协议的函数及参数；信号后端处理单元，用于调用所述配置单元提供的函数对所接收的比特信号进行传输协议的封装或解析；信号前端处理单元，用于根据所述网络类型将所述信号后端处理单元封装后的比特信息进行调制并予以发送，和/或根据所述网络类型接收所对应网络中的电磁信号并解调成比特信号，以供所述信号后端处理单元进行传输协议的解析；控制单元，用于基于所述配置单元配置的网络类型来控制所述信号后端处理单元调用相应的函数及控制所述信号前端处理单元接收/发送相应的比特信号。